機械控制工程課程改革思考

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摘要：在機械設計制造及其自動化專業(yè)建設中，為適應社會對本科應用型人才知識結構、能力及素質的要求，對機械控制工程教學進行了改革。針對課程理論性強、公式多及內容抽象的特點，提出了基礎知識扎實、重在工程應用、強調工程實例教學的課程改革思路。整合優(yōu)化教學內容，完善知識體系和教材建設，采用現(xiàn)代教學設施和手段，增加工程實例教學比例，激發(fā)學生求知動力與興趣，培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力。

關鍵詞：機械控制工程；教學改革；課程建設；教學方法

當前，機械控制工程課程教學內容不能適應社會需求和用人單位對學生知識結構的要求，主要表現(xiàn)在教學內容與工程應用能力及科學技術發(fā)展不匹配。因此，要了解行業(yè)的發(fā)展趨勢，根據(jù)用人單位對學生知識、能力及素質的要求，及時調整教學內容，推動教材、教學方法、實驗設施建設[1-3]。大學教育的普及使應用型本科就讀的學生能力明顯下降，機械控制工程理論性強、公式多及內容抽象，教學質量難于達到預期目標。為此，應該堅持“保證基礎，重在應用，教法先進，強調實例”的指導思想，優(yōu)化教學內容、更新教學設施及采用先進技術，切實提高教學效果。

一、機械控制工程課程改革基本內容

（一）優(yōu)化、整合教學內容

機械控制工程涉及物理、數(shù)學、力學及電工學等學科知識，教學內容多、理論性強，教學中容易重視理論設計與計算，輕視工程實際應用，導致教學與實際脫節(jié)。按照應用型本科教學強調理論知識應用于實際這一思路，對教學內容進行調整優(yōu)化，按實際需要傳授基本理論知識，通過工程實例介紹理論知識和設計方法的實際應用，使學生明確機械控制工程的重要性，提高學習積極性。

（二）改革教學方法

針對機械控制工程課程的特點，采用課堂精講、自學討論、復習多練的方式，介紹緊密聯(lián)系實際的工程實例。注重啟發(fā)式教學方法，加強學生應用能力和素質的培養(yǎng)。課堂上精講機械控制工程基礎理論、方法及工程應用，講解內容要容易理解、掌握及記憶。課后安排相應的作業(yè)題。開展學生講堂活動，通過學生登講臺和討論，加深對理論知識的理解，鍛煉學生的語言組織能力。敦促學生課外查找資料、歸納總結和制作PPT，即強調講練結合，提高學生的邏輯思維和綜合分析能力。

（三）采用現(xiàn)代教學手段

機械控制工程課程知識點多而抽象，多媒體教學具有直觀、形象、信息量大的特點，通過錄像及三維動畫可以演示機構的控制過程，使沒有實踐經歷的學生很容易理解和掌握機械裝備控制原理。編制多媒體教學和模擬實驗課件，實現(xiàn)形象化教學，增強學生的感性認識，為教師教學和學生自主復習提供便利。同時，去粗取精、揚長避短，利用現(xiàn)代化教學手段挖掘現(xiàn)有教學方法的使用價值，促進各種教學手段之間的互補作用，提高學生的理論應用和工程實踐能力。

（四）重視實踐教學環(huán)節(jié)

機械控制工程實驗是以控制理論在機械工程中的應用為背景，培養(yǎng)學生理論應用于實際及實踐能力的重要環(huán)節(jié)[4]。實踐教學改革的重點是通過集中、整合和充實現(xiàn)有資源，適時補充新的教學資源，將教學模型、實驗設備、工具及實物等課程教學資源向學生開放，創(chuàng)造一個能讓學生開展科技活動、動手實踐、激發(fā)學習熱情的實驗平臺，最大限度滿足學生實踐能力培養(yǎng)中對教學資源的需求。增加研究性、設計性、綜合性實驗，加強科研成果向教學實驗轉化；同企業(yè)合作建設實踐基地，為實踐教學提供優(yōu)質資源。

（五）加強教師隊伍建設

機械控制工程是專業(yè)技術基礎課。長期從事基礎課教學的教師接觸企業(yè)實際較少，相關領域知識薄弱，解決實際問題能力較弱。隨著信息技術的發(fā)展和全球經濟一體化，知識更新速度加快，對教師知識水平和能力提出了更高要求。因此，需要建設一支理論聯(lián)系實際、教學與科研并重的教學隊伍。一是要求教師了解本學科和相關學科前沿領域，參與學科建設，爭取各類科研項目，提升自身科研能力，并將科研成果轉化為教學內容。二是通過密切聯(lián)系企業(yè)，承擔學生科技活動、社會實踐、畢業(yè)設計等指導工作，加強理論知識與工程實踐的結合，提高實際工作和服務社會的能力。

二、轉變教學理念

（一）教學面向工程實際

從應用型本科的培養(yǎng)目標出發(fā)，審視機械控制工程課程在學生知識體系構成中的作用及與其它課程之間的關系，按基本概念、理論計算、系統(tǒng)設計、工程實例4個模塊組織教學。突出理論與實際結合，培養(yǎng)學生應用機械控制技術解決實際問題的能力。前兩個模塊構成課程的理論基礎，后兩個模塊構成課程的工程分析及應用能力。模塊間相互融合貫通、相輔相成，達到夯實理論基礎、拓寬知識點、提高實踐能力的培養(yǎng)目標。

（二）更新教學觀念

沿承的經典教學是以顯性知識傳授為中心，這與應用型人才的培養(yǎng)目標不一致。應用型人才的培養(yǎng)要樹立知識、能力和素質三位一體的觀念。在課程結構上，建立理論、實驗及實踐活動3部分構成的課程體系。理論教學由基本概念、理論計算、系統(tǒng)設計、工程應用4部分組成，采用適應本校學生能力的應用型教材。實驗教學由必修的驗證實驗、選修的設計實驗及開放式的自主設計實驗組成，加強對學生實際動手能力及工程能力培養(yǎng)。實踐活動由科技創(chuàng)新、企業(yè)實踐及課程作業(yè)組成，提高實際教學效果，促進學生實踐能力培養(yǎng)和個性發(fā)展。

（三）轉變課堂教學中心

課堂教學由教師講授、學生探索及研究對象3部分構成，是師生相互交流、共同提高的過程[5]。教學的目的是教師有效引導學生通過自主學習、合作探索掌握事物發(fā)展運動規(guī)律，教師的任務是引導學生，學生的任務是掌握重要知識點、研究方法及工程應用。這就要求課程教學以學生能力和發(fā)展為中心，形成教師引導、學生主動求知的氛圍，提高學生學習質量和效率。

（四）采用案例教學方式

工科教育的本質是面向工業(yè)界，突出理論聯(lián)系實際的工程應用背景。在機械控制工程的數(shù)學模型、理論計算、系統(tǒng)設計、工程應用4部分授課內容后增加與授課內容密切相關的案例教學，如機械系統(tǒng)的數(shù)學模型、電氣系統(tǒng)的數(shù)學模型、機電液控制系統(tǒng)的數(shù)學模型、基于MATLAB的系統(tǒng)分析、電液伺服控制系統(tǒng)設計、靜壓軸承控制系統(tǒng)設計、金屬切削過程的控制、數(shù)控機床進給系統(tǒng)的控制等。這些實例在機械工程領域常見，對理論知識的實際應用具有普遍指導意義。通過實例教學，使理論知識與工程實際相結合，激發(fā)學習動力，加強學生工程應用能力培養(yǎng)[6]。

參考文獻：

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[3]蔣強，米林，馮文杰，等.地方高等院校機械設計制造及其自動化專業(yè)建設探討[J].教育教學論壇，2011（18）：164-165.

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[5]吳艷.大班課堂師生合作有效性的研究[J].江西教育學院學報，2009，30（3）：123-125.

[6]張霞，焦學然.關于環(huán)境工程原理教學方法的探討[J].廣東化工，2010（2）：110-111.

[7]張吉維，藤文忠，赫建文，等.本科課程建設與改革的探索與實踐[J].中國大學教育，2006（5）：45-46.

作者：李連進 單位：天津商業(yè)大學機械工程學院